JP5233495B2 - 充填物振動装置 - Google Patents
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Description
これら充填物振動装置の中には、回転軸が水平方向に向けられた一対の水平用モータと、回転軸が斜め上下方向に向けられた一対の傾斜用モータとを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この充填物振動装置によれば、水平用モータを駆動することにより、上下方向成分の振動を発生させ、傾斜用モータを回転駆動することにより、横方向成分の振動を発生させることができる。
この充填物振動装置によれば、水平用モータの位相差を一定に維持しつつ回転駆動することにより、長円の楕円振動を発生させることができる。
一方、上記のような特許文献2に記載の充填物振動装置では、回転軸のスラスト方向の振動を抑えることはできるものの、すべての負荷に対して、一様で有効な長円の楕円振動を発生させるために、2軸の距離や、モータの加振力、収容部全体の重心の調整など、種々の設定が非常に困難になってしまうという問題がある。
本発明は、鋳物の鋳造に際して、鋳型又は模型を含む収容部に収容された充填物を振動させる充填物振動装置であって、前記収容部を支持する基台と、前記基台に設けられて、前記収容部に充填された充填物を、前記基台を介して振動させる三つのモータとを備え、前記三つのモータが、水平面上において互いに平行に配置された軸心を有する二つの基準モータと、前記二つの基準モータの間において前記二つの基準モータの軸心に平行に配置され、かつ前記二つの基準モータの軸心を結ぶ線から偏位した位置に配置された軸心を有する偏位配置モータとからなっていることを特徴とする。
これにより、楕円振動などよりも、負荷に対する影響を小さくすることができ、効果的な振動を容易に発生させることができる。また、振動がラジアル方向であるため、回転軸を回転可能に支持する軸受に過大な負担を与えることを防止することができる。
これにより、上下及び左右成分の振動を確実に発生させることができる。
これにより、効果的な振動を容易に発生させることができる。
したがって、左右方向に向けられた凹部などの奥に充填物が充填された場合に、その充填物が凹部の奥から外方に戻されてしまうことを抑制することができ、充填物を高精度に充填することができる。
以下、本発明の第1の実施形態における充填物振動装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態としての充填物振動装置を示したものである。
充填物振動装置1は、鋳物の製造に際して充填物を振動させるための装置である。
最初に、本発明に係る充填物振動装置1において利用される枠体(収容部)200について説明する。
枠体200は、矩形箱型に形成された本体部201を備えている。
本体部201は、中空状に形成されている。
また、本体部201の中には、不図示の固定部によって固定された模型300が配置されている。
模型300は、樹脂からなるものである。また、模型300には、左右方向(水平方向)に没する凹部300a,300bが形成されている。なお、模型300は、鋳物と同じ形状であり、鋳物に応じて種々の形状のものが配置される。
また、本体部201の中には、模型300が固定された状態で、充填物である鋳物砂400が充填されるようになっている。
充填物振動装置1は、枠体200を支持する基台10と、三つのモータ20,30,40と、これら三つのモータ20,30,40を基台10に取り付けるための取付部50a,50b,50cとを備えている。また、充填物振動装置1は、モータ20,30,40を制御する制御部60と、制御部60に接続された操作部70とを備えている。
基板部11の表面側には、枠体200が載置されて固定されるようになっている。
また、基板部11と脚部12とは、不図示の弾性部材を介して連結されており、弾性部材が弾性変形することにより、脚部12に対して基板部11の振動が許容されるようになっている。
これら三つのモータ20,30,40は、互いに水平方向に配置された二つのモータ30,40(基準モータ)と、これらモータ30,40の間の中心であって、モータ30,40よりも下方に配置されたモータ20(偏位配置モータ)とからなるものである。
すなわち、三つのモータ20,30,40は、図2に示すように、充填物振動装置1を正面視して、仮想的な三角形Tの各頂点部Ta,Tb,Tc(モータ20,30,40の軸心に相当する。)に配置されている。換言すれば、モータ20の軸心Taは、モータ30,40の軸心Tb,Tcを結ぶ線T1に対して偏位した位置に配置されている。
三角形Tは、三辺のうち、水平方向に延びる一辺T1を有するものである。また、頂点部Ta,Tbを通る辺と、水平線とのなす角θ1は、20度に設定されており、同様に、頂点部Ta,Tcを通る辺と、水平線とのなす角θ2も20度に設定されている。そして、なす角θ1,θ2が20度に設定されていることから、後述するように、傾斜振動時の傾斜角度が70度(図4及び図5に示すθ3,θ4)になるように設定されている。
なお、三角形Tは、一辺T1を底辺とする二等辺三角形であり、頂角が140度に設定されている。
回転軸21,31,41は、互いに平行に配されている。さらに、回転軸21,31,41は、モータ30,40の配列方向A(一辺T1の延びる方向)に水平面上において直交する方向に向けられている。すなわち、配列方向Aは、図2に対して左右方向であり、回転軸21,31,41は、図2に対して垂直方向に延ばされている。
このような構成のもと、回転軸21,31,41を回転させると、偏心錘22,32,42が回転軸21,31,41を中心として回転することによって振動が生じ、その振動が基板部11に加えられるようになっている。
制御部60は、操作部70から出力された操作信号を読み出し、その操作信号に基づいて、各モータ20,30,40を選択的に回転駆動するようになっている。すなわち、制御部60は、モータ30,40のみを選択的に回転駆動する上下振動モードと、モータ20,30のみを選択的に回転駆動する左傾斜振動モード(第一の傾斜振動モード)と、モータ20,40のみを選択的に回転駆動する右傾斜振動モード(第二の傾斜振動モード)とを切り替えるようになっている。
まず、模型300が固定された枠体200を基板部11の表面に載置して固定する。
そして、操作部70を操作して、充填物振動装置1をオンするとともに、排出口500(図3に示す。)を介して、枠体200の中に鋳物砂400を充填していく。
制御部60は、操作部70から出力された操作信号(オン信号)が入力されると、所定の時間は上下振動モードとし、所定の時間以降は、左傾斜振動モードと右傾斜振動モードとを交互に切り替える。すなわち、制御部60は、図6に示すように、操作信号が入力されてから所定の時間は、上下振動モード用の駆動信号を出力し、それから左傾斜振動モード用の駆動信号と右傾斜振動モード用の駆動信号とを交互に出力する。
なお、各モードの設定時間や出力パターンは、鋳物に応じて適宜変更可能である。
すると、モータ20が停止した状態で、モータ30,40のみが、回転駆動され、回転軸31,41のみが互いに異なる回転方向に回転する。これにより、基板部11には、上下方向UDの直線的な振動が加えられ、鋳物砂400が上下方向UDに直線的に振動する。
そのため、鋳物砂400の全体が上下にならされて、鋳物砂400が、本体部201内で上下に均等に充填されていく。
そこで、制御部60は、上下振動モードが終了すると、図4に示すように、左傾斜振動モードに切り替える。すなわち、制御部60は、モータ20,30のみに駆動信号を出力し、モータ20,30のみを回転駆動する。
すると、モータ40が停止した状態で、モータ20,30のみが回転駆動され、回転軸21,31のみが互いに異なる回転方向に回転する。これにより、基板部11には、左斜め方向LD(左斜め上とその反体下の方向)の直線的な振動が加えられ、鋳物砂400が左斜め方向LDに直線的に振動する。すなわち、この振動により、鉛直方向の上下(縦)成分だけでなく、水平方向の左右(横)成分が加えられる。
そのため、鋳物砂400の全体が、上下及び左方向にならされて、鋳物砂400が、凹部300bの奥にまで送り込まれていく。
すると、モータ30が停止した状態で、モータ20,40のみが回転駆動され、回転軸21,41のみが互いに異なる回転方向に回転する。これにより、基板部11には、右斜め方向RD(右斜め上とその反体下の方向)の直線的な振動が加えられ、鋳物砂400が右斜めに直線的に振動する。この振動により、鉛直方向の上下(縦)成分だけでなく、水平方向の左右(横)成分が加えられる。
そのため、鋳物砂400の全体が、上下及び右方向にならされて、鋳物砂400が、凹部300aの奥にまで送り込まれていく。
そのため、左傾斜振動モード及び右傾斜振動モードにおいて、左右方向成分よりも上下方向成分の振動が大きくなるため、凹部300a,300bの奥にまで送られた鋳物砂400が外方側に戻されてしまうことを防止することができる。
さらに、モータの回転方向を互いに異なるようにしていることから、直線振動を発生させることができ、楕円振動などに対して、負荷に対する影響が小さくなる。
そのため、基台10に支持される枠体200の形状、重量などが変わることにより負荷が変わることになっても、すべての負荷に対して迅速かつ容易に効果的な振動を発生させることができる。
また、制御部60が、各振動モードの切替を制御するため、簡易かつ確実に、上下左右方向の振動を基板部11に加えることができる。
また、傾斜振動時の傾斜角度が70度に設定されていることから、左右方向の振動成分よりも上下方向の振動成分の方が大きくなり、鋳物砂400の左右方向の移動が抑えられる。したがって、凹部300a,300bなどの奥に充填物が充填された場合に、その充填物が凹部300a,300bの奥から外方に戻されてしまうことを抑制することができ、鋳物砂400を高精度に充填することができる。
また、鋳物砂400を充填するとしたが、これに限ることはなく、例えば樹脂などのように、他の充填物であってもよい。
また、枠体200に充填された鋳物砂400の重量に応じて、投入制御部が鋳物砂400の投入量を制御するようにしてもよい。特に、模型や鋳型などの形状があらかじめ分かっている場合には、投入量のパターンをあらかじめ記憶部に記憶しておき、投入制御部が記憶部に記憶された投入量パターンにしたがって投入量を制御することにより、高精度に鋳物砂400を充填することができる。
また、振動モードによって、モータ20,30,40の回転数(周波数)を変更してもよい。例えば、制御部が、上下振動モードの場合に回転数を高くし、左傾斜振動モード及び右傾斜振動モードの場合に、回転数を低くするように切替制御を行ってもよい。
また、制御部は、モータ20,30,40を互いに反対方向に回転させるとしたが、これに限ることはなく、互いに同方向に回転させてもよい。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
10 基台
20 モータ(偏位配置モータ)
30 モータ(基準モータ)
40 モータ(基準モータ)
21,31,41 回転軸
60 制御部
200 枠体(収容部)
400 鋳物砂(充填物)
Claims (4)
- 鋳物の鋳造に際して、鋳型又は模型を含む収容部に収容された充填物を振動させる充填物振動装置であって、
前記収容部を支持する基台と、
前記基台に設けられて、前記収容部に収容された充填物を、前記基台を介して振動させる三つのモータとを備え、
前記三つのモータが、
水平面上において互いに平行に配置された軸心を有する二つの基準モータと、
前記二つの基準モータの間において前記二つの基準モータの軸心に平行に配置され、かつ前記二つの基準モータの軸心を結ぶ線から偏位した位置に配置された軸心を有する偏位配置モータとからなっていることを特徴とする充填物振動装置。 - 前記二つの基準モータを回転駆動して、前記基台を介して前記充填物を上下方向に震動させる上下振動モードと、
前記二つの基準モータの一方のモータと前記偏位配置モータとを回転駆動して、前記基台を介して前記充填物を一の傾斜方向に振動させる第一の傾斜振動モードと、
前記二つの基準モータの他方のモータと前記偏位配置モータとを回転駆動して、前記基台を介して前記充填物を他の傾斜方向に振動させる第二の傾斜振動モードとを切り替える制御部を備えることを特徴とする請求項1に記載の充填物振動装置。 - 前記制御部は、
前記上下振動モード、前記第一の傾斜振動モード、及び前記第二の傾斜振動モードにおいて、互いのモータを反対方向に回転駆動することを特徴とする請求項2に記載の充填物振動装置。 - 前記第一の傾斜振動モードにおいて生じる一の傾斜方向の水平線に対する傾斜角度と、前記第二の傾斜振動モードにおいて生じる他の傾斜方向の水平線に対する傾斜角度とが45度超から90度未満になるように設定されていることを特徴とする請求項3に記載の充填物振動装置。
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